i
EFISIENSI PENGGUNAAN PLAT CENDAWAN
TERHADAP PLAT KONVENSIONAL
PADA GEDUNG PASCASARJANA UMS
Thesis by Publication
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Magister dalam Ilmu Teknik Sipil
(Struktur Gedung)
Oleh:
VINCA ROSEA AGIA
NIM : S 100130040
PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK SIPIL
SEKOLAH PASCASARJANA
iv
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Syukur Alhamdulillah penyusunan Tesis ini dapat diselesaikan. Tesis ini disusun guna melengkapi persyaratan mencapai derajat Magister Teknik Sipil pada Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dengan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Keluarga tercinta, teman berbagi segala hal. Mama, Papa, Fuzna Nuhasana Agia, dan Zahra Assyafa Agia.
2. Ibu Dr. Nurul Hidayati, ST. MT., selaku Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil, Sekolah Pascasarjana, Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Dr. Mochamad Solikhin, ST. MT., selaku Pembimbing I sekaligus
sebagai Ketua Dewan Penguji yang telah memberikan bimbingan, dan arahan. 4. Bapak Ir. H. Ali Asroni, MT., selaku Pembimbing II sekaligus sebagai
Sekretaris Dewan Penguji yang telah memberikan bimbingan, arahan dan dorongan dengan sepenuh hati.
5. Bapak Dr. Senot Sangadji, ST., MT., selaku Anggota Dewan Penguji.
6. Segenap Bapak dan Ibu Dosen, TU dan Karyawan Program Studi Magister Teknik Sipil, Sekolah Pascasarjana, Universitas Muhammadiyah Surakarta. 7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penyusun menyadari bahwa laporan Tesis masih jauh dari sempurna. Untuk itu, penyusun mengharap kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb
1
EF F ICIENCY OF USING F LAT SLABS TOWARD CONVENTIONAL SLAB
ON PASCASARJANA UMS BUILDING
Vinca Rosea Agia
Student of Post-Graduate School Master of Civil Engineering UMS A. Yani Street,Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, 57102 Phone: 085642390730
vincajamuin@yahoo.com
Mochamad Solikin
Lecturer, Post-Graduate School Master of Civil Engineering UMS A. Yani Street,Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, 57102 Phone: 081228515868
msolikin@ums.ac.id
Ali Asroni
Lecturer, Post-Graduate School Master of Civil Engineering UMS A. Yani Street,Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, 57102 Phone: 08122643971
sipil@ums.ac.id
ABSTRACT
Redesign of Pascasarjana UMS Building by using flat slab aims to obtain the efficiency need of concrete material and steel reinforcement. The calculations was based on SNI-2847-2013 code and the material properties was remained (i.e.) f’c = 18,675 MPa, fyl = 400 MPa, and fyv = 240 MPa. The structure analyses
were carried out using ETABS 2015, Microsoft Excel 2007, and AutoCAD 2016 was used to draw the detail results of redesign. The results are edge beam having dimension of 300x500 mm with longitudinal reinforcement of D12 and shear reinforcement of 2ϕ8-220. Column is redesign having dimension of 400x400 mm with longitudinal reinforcement of D16 and shear reinforcement of 2ϕ10-170. Flat slab is redesign having dimension of 150 mm and reinforcement of D10. Last, drop panel is redesign having dimension of 1500x1500x100 mm and reinforcement of D12. The volume of concrete after redesign is 109,17 m3 for the first floor. Comparing to volume of existing building of 154,05 m3, the redesign obtains efficiency value of 0,71. Meanwhile the volume after redesign of steel reinforcement is 5.187,80 kg for the first floor. Comparing the existing building of 27.666,64 kg, the redesign obtains efficiency value of 0,19.
2
EFISIENSI PENGGUNAAN PLAT CENDAWAN TERHADAP PLAT KONVENSIONAL PADA GEDUNG PASCASARJANA UMS
Vinca Rosea Agia
Mahasiswa Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasa rjana UMS
Jalan A. Yani, Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, 57102
Pasca sarjana UMS Jalan A. Yani, Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, 57102 Jalan A. Yani, Pabelan, Kartasura, Tromol Pos I, Surakarta, 57102 Telp: 08122643971
sipil@ums.ac.id
ABSTRAK
Perencanaan ulang Gedung Pascasarjana UMS menggunakan plat cendawan ini bertujuan untuk memperoleh nilai efisiensi kebutuhan material beton dan baja tulangan. Perhitungan perencanaan ulang ini menggunakan peraturan SNI-2847-2013 dengan mutu bahan yang sama, yaitu f’c = 18,675 MPa,
fyl = 400 MPa, dan fyv = 240 MPa. Analisis perhitungan struktur gedung
menggunakan bantuan program ETABS 2015, Microsoft Excel 2007, dan
AutoCAD 2016 digunakan untuk menggambar detail hasil perencanaan ulang. Hasil yang diperoleh, digunakan dimensi balok tepi berukuran 300x500 mm. Tulangan memanjang balok mengggunakan D12, dan untuk tulangan geser menggunakan 2ϕ8-220. Dimensi kolom yang digunakan berukuran 400x400 mm. Tulangan memanjang kolom menggunakan D16 dan untuk tulangan geser menggunakan 2ϕ10-170. Dimensi plat cendawan = 150 mm menggunakan tulangan D10, sedangkan dimensi drop panel = 1500x1500x100 mm menggunakan tulangan D12. Diperoleh kebutuhan volume beton Lantai 1 hasil
redesign = 109,17 m3 dan volume beton terpasang= 154,05 m3. Dengan demikian nilai efisiensi kebutuhan volume beton pada Lantai 1 adalah 0,71. Sedangkan kebutuhan berat tulangan hasil redesign pada Lantai 1 = 5.187,80 kg dan berat tulangan terpasang = 27.666,64 kg. Dengan demikian nilai efisiensi kebutuhan berat tulangan pada Lantai 1 sebesar 0,19.
PENDAHULUAN
Plat konvensional umumnya tersusun atas komponen plat lantai, balok dan kolom sedang menurut SNI 2847:2013 ada plat jenis lain selain plat konvensional yaitu plat yang langsung didukung oleh kolom dengan atau tanpa penebalan plat di atas kolom (drop panel) yang dikenal dengan plat cendawan (flat slab). Dan selain 2 jenis plat yang telah disebutkan juga dikenal beberapa sistem yang umum digunakan dalam perencanaan. Sistem tersebut adalah rib slab dan waffle slab
(Ervianto dkk, 2012).
Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta merupakan gedung 5 lantai +1 semi basement dibangun dengan beton bertulang biasa dengan sistem cor di tempat dan menggunakan plat konvensional yang mulai dikerjakan pada Oktober 2001 dan selesai pada Mei 2003. Pada penelitian ini akan dilakukan modifikasi perencanaan struktur pada Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan menggunakan plat cendawan, dan membandingkan kebutuhan materialnya (volume beton dan berat tulangan) dengan plat konvensional terpasang.
Perlu diketahui bahwa plat cendawan tidak dianjurkan digunakan pada gedung di daerah gempa tinggi (Tambusay dkk., 2014) dan dalam penelitian ini struktur tidak ditinjau terhadap beban gempa.
Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh nilai dimensi flat slab, dan
drop panel dari hasil modifikasi perencanaan. Lalu menghitung nilai efisiensi kebutuhan material antara data perencanaan plat konvensional dan hasil modifikasi plat cendawan.
TINJAUAN PUSTAKA
Ada 4 jenis tumpuan plat yang telah dikenal (Asroni, 2014), yaitu:
1). Plat monolit, yaitu plat dan balok yang dicor bersamaan dan umumnya digunakan untuk bangunan gedung.
2). Plat yang ditumpu oleh dinding bangunan.
3). Plat komposit, yaitu plat yang ditumpu oleh balok-balok baja dengan sistem komposit.
Gambar 1 Penumpu plat
Batasan dalam perencanaan plat cendawan dengan Metode Desain Langsung (SNI 2847:2013 Pasal 13.6) sebagai berikut:
1). Harus ada minimal tiga bentang plat menerus pada masing-masing arah. 2). Panel harus berbentuk persegi, dengan rasio antara bentang yang panjang
dengan yang pendek dari pusat ke pusat tumpuan dalam panel tersebut tidak lebih besar dari 2.
3). Panjang bentang pendek yang berurutan dari pusat ke pusat tumpuan boleh berbeda kurang dari sepertiga bentang panjang pada masing-masing arah. 4). Pergeseran (offset) kolom dibolehkan tidak lebih dari 10 persen dari garis
pusatnya.
5). Semua beban diakibatkan oleh beban gravitasi saja dan didistribusikan merata pada panel keseluruhan, sedangkan beban hidup kurang dari dua kali beban mati.
METODE PENELITIAN
Adapun metode modifikasi perencanaan dilaksanakan dengan merencanakan ulang plat lantai pada Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta menggunakan plat cendawan, kemudian menghitung efisiensinya terhadap kebutuhan material beton dan baja tulangan. Tahapan ini dilakukan dalam 5 tahap, yaitu:
3). Tahap III : Pengerjaan gambar detail
4). Tahap IV : Perhitungan volume hasil perencanaan
5). Tahap V : Nilai efisiensi antara plat cendawan dan plat konvensional terhadap kebutuhan material beton dan baja tulangan. Langkah-langkah pengerjaan penelitian ini akan dilaksanakan seperti pada bagan alir Gambar 2.
Gambar 2 Bagan alir jalannya pelaksanaan penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perencanaan balok tepi lantai 1 sampai dengan lantai 4, plat cendawan dan drop panel
Hasil perhitungan penulangan balok tepi pada lantai 1 sampai dengan lantai 4 berdimensi 300 mm x 500 mm, sedangakan dimensi plat cendawan adalah 150 mm dengan penebalan di atas kolom (drop panel) sebesar 1500 mm x 1500 mm x 100 mm.
Menentukan momen lentur statis total
Mengasumsi tebal plat cendawan, drop panel
Mengumpulkan data (data hasil perencanaan, denah dan bentuk portal) dan peraturan SNI
Mulai
Mengontrol tegangan geser
Membandingkan efisiensi kebutuhan material plat cendawan dan plat konvensional
Tidak Cukup
Cukup
Tabel 1 Hasil hitungan tulangan balok dan plat
Portal 1, 6, D, J Dimensi Balok
Tulangan balok Tulangan pokok/bagi plat
Atas/Bawah Begel Jalur kolom Jalur tengah
B
Tulangan balok Tulangan pokok/bagi plat
Atas/Bawah Begel Jalur kolom Jalur tengah
B
Tulangan balok Tulangan pokok/bagi plat
Atas/Bawah Begel Jalur kolom Jalur tengah
B
Portal 3,4 Dimensi Balok
Tulangan balok Tulangan pokok/bagi plat
Atas/Bawah Begel Jalur kolom Jalur tengah
B
Perencanaan kolom lantai basement sampai dengan lantai 4
Jumlah kebutuhan material beton, baja tulangan dan nilai efisiensinya pada Lantai 1 Gedung Pascasarjana UMS hasil redesign dengan plat cendawan dan plat konvensional dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1 Rekapitulasi hasil hitungan volume beton pada perencanaan ulang dan
terpasang di lapangan
No. Jenis komponen Volume beton (m
3
Tabel 2 Rekapitulasi hasil hitungan berat tulangan pada perencanaan ulang dan
terpasang di lapangan
No. Jenis komponen Berat tulangan (kg) Perbandingan Hasil Redesign Terpasang (n) (1) (2) (3) (4) (5)= (3)/(4)
1 Tulangan memanjang balok 596,61 11750,82 0,05
2 Begel balok 495,56 5566,38 0,09
3 Tulangan plat dan drop
panel 1033,18 589,90 1,75
4 Tulangan memanjang
kolom 2386,44 7768,37 0,31
5 Begel kolom 676,00 1991,17 0,34
Jumlah 5187,80 27666,64 0,19
KESIMPULAN
Kesimpulan pada penelitian ini meliputi:
1). Hasil modifikasi perencanaan struktur didapat tebal flat slab = 150 mm. 2). Hasil modifikasi perencanaan struktur drop panel = 1,5 m x 1,5 m tebal 100
mm dan dengan balok tepi dimensi 300 mm x 500 mm.
3). Kebutuhan volume beton hasil perencanaan ulang plat cendawan lebih hemat bila dibandingkan dengan plat konvensional, dengan nilai banding = 0,71. 4). Kebutuhan berat tulangan hasil perencanaan ulang plat cendawan lebih
hemat dan cukup signifikan bila dibandingkan dengan dengan plat konvensional, dengan nilai banding = 0,19.
5). Kebutuhan bahan material secara keseluruhan (volume beton dan berat tulangan) hasil perencanaan ulang plat cendawan lebih hemat bila dibandingkan dengan plat konvensional.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Pembimbing dan Staff Pengajar pada Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulisan makalah ini sehingga dapat diselesaikan.
DAFTAR PUSTAKA
Asroni, A., 2014. Teori dan Desain Balok Plat Beton Bertulang Berdasarkan SNI 2847-2013, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Asroni, A., 2015. Teori dan Desain Kolom Fondasi Balok “T” Beton Bertulang Berdasarkan SNI 2847-2013, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Auramauliddia, Piscesa, B., Subekti, A. 2013. Perencanaan Modifikasi Struktur Gedung Rumah Susun dengan Menggunakan Sistem Flat Slab dan Dinding Geser. Jurnal Teknik POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-5
Badan Standarisasi Nasional., 2013. Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain, SNI 1727:2013, BSN, Jakarta. Badan Standardisasi Nasional., 2013. Persyaratan Beton Struktural Untuk
Deshpande, H., Joshi, R., & Bangar, P.,2014. Design Considerations for Reinforced Concrete Flat Slab Floor System. Inkternational Journal of Scientific & Engineering Research Vol. 5 Issue 12, December-2014. ISSN: 2229-5518.
Ervianto, D., Indryani, R., & Wahyuni, E. 2012. Studi Perbandingan Pelat Konvensional, Ribslab dan Flatslab Berdasarkan Biaya Konstruksi.
Jurnal Teknik POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5.
Flat Slabs for Efficient Concrete Construction 2001, British Cement Association, London.
Pallett, P., 2003. Strikung of flat slabs. ProQuest Journals Vol. 37(5), 30.
Pallett, P., 2001. The CONSTRUCT guide to flat slab formwork and falsework. Concrete, ProQuest Journals Vol. 35(5), 36.
Prasetyo, D., 2002. Proyek Pembangunan Gedung Ruang Kuliah Fakultas Psikologi Universitas Muhammadiyah Surakarta. Laporan Kerja Praktek, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Patil, S.S., Sigi, R., 2014. Analysis and Design of Flat Slabs Using Various Codes. International Journal of Research in Engineering and Technology Vol. 03 Issue: 04, April-2014. eISSN: 2319-1163 pISSN: 2321-7308. Patil, S.S., Sigi, R., 2014. Flat slab Construction in India. International Journal of
Engineering and Innovative Technology (IJEIT) Volume 3, Issue 10, April-2014. ISSN: 2277-3754.
Tambusay, A., Suprobo, P., & Faimun. 2014. Studi Eksperimental Perilaku Hubungan Pelat-Kolom Menggunakan Drop Panel dengan Serat PVA-ECC Terhadap Beban Siklik Lateral. Prosiding Konferensi Nasional Pascasarjana Teknik Sipil (KNPTS) 2014, 6 November 2014. ISSN 2407-1021.
Zulkarnain, D., Tarigan J. 2014. Perencanaan Lantai Flat Slab Berdasarkan Tata Cara SNI 03-2847-2002. Jurnal Universitas Sumatera Utara Vol. 3, No. 1 (2014).
LAMPIRAN 1. Dokumen data
DOKUMEN DATA
Data awal perencanaan yang diperoleh merupakan data hasil perencanan terpasang pada Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta, yaitu sebagai berikut (lihat Gambar 2 sampai dengan Gambar 6):
1). Gedung perkuliahan 5 lantai +1 semi basement, dengan plat lantai beton bertulang tebal = 12 cm.
2). Tulangan plat digunakan:
Tulangan tumpuan : Tulangan pokok As = D10 – 75.
Tulangan bagi As,u = D6 – 115.
Tulangan lapangan : Tulangan pokok As = D10 – 75.
Tulangan bagi As,u = D6 – 115.
3). Beton yang digunakan merupakan beton ready mix dengan mutu K225. 4). Mutu baja tulangan : ϕ < 10 mm = 240 MPa (U24).
ϕ > 10 mm = 400 MPa (U40).
DOKUMEN PENGOLAHAN DATA
Data yang digunakan pada perencanaan plat cendawan pada Gedung Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai berikut:
1). Mutu beton K225, f’c = 0,083 x 225 = 18,675 MPa
5). Berat jenis beton bertulang = 2400 kg/m3 (PPIUG 1983) 6). Berat beban hidup (qL) = 250 kg/m2 (PPIUG 1983)
Perencanaan plat cendawan pada panel 1-2-3-4
Gambar 6 Nomor panel plat cendawan
Batasan metode perencanaan langsung: 1). Plat kontinyu pada semua arah > 3 (Ok).
Arah horizontal = 6. Arah vertikal = 3.
2). Rasio bentang panjang dan pendek harus < 2. Panel 1 = 9000/4500 = 2.
Panel 2 = 9000/4500 = 2. Panel 3 = 4500/3000 = 1,5. Panel 4 = 4500/3000 = 1,5.
3). Selisih panjang bentang semua arah < 1/3.9000. Arah horizontal = 4500 – 4500 = 0.
Arah vertikal = 9000 – 3000 = 6000.
Karena selisih panjang bentang arah vertikal > 1/3.9000 maka letak kolom direncanakan ulang seperti Gambar 7.
Selisih semua arah setelah letak kolom direncanakan ulang = 4500 – 3000 = 1500 < 1/3.4500 (ok).
4500 4500 4500 4500 4500 4500
Gambar 7 Perencanaan ulang letak kolom
4). Syarat rasio bentang panjang dan pendek harus < 2 (diulang):Panel 1 = 4500/4500 = 1,00.
5). Semua pusat kolom tidak ada yang menyimpang dari garis pusat kolom (Ok). 6). Beban hidup harus < 3x beban mati (dipenuhi setelah perencanaan tebal plat).
DOKUMEN HASIL REDESIGN
Hasil perencanaan ulang Gedung Pascasarjana UMS dengan plat cendawan dapat dilihat pada Gambar 8 sampai dengan Gambar 12.
2
4500 4500 4500 4500 4500 4500
